conversions énergétiques

Il y a 2 types (opposés) de conversions énergétiques:

LA CONVERSION d'une ENERGIE NOBLE -seule la chaleur n'est pas noble-

-cas général

Bilan >>>   Ena= (%Ena) + Enm,nc,né....+ Eq

où une énergie noble En d'un type a (symbolisée Ena) peut :

-d’une part, ne pas se transformer du tout : c'est %Ena c'est à dire ce qui reste en type Ena et qui est nommée anergie

-d’autre part se transformer en autres énergies nobles (mécanique, chimique, électrique...) c’est la partie (Enm,nc,né....)

-et enfin se transformer en énergie non noble (Eq), c'est à dire de la chaleur (énergie thermique)

-la somme (Enm,nc,né.....+ Eq) est nommée exergie

 

Ci-après, sont cités les cas particuliers de la conversion d’une certaine forme d’énergie noble en chaleur (cette conversion peut être totale, en conditions idéales, comme exprimé dans les formules) :

-cas de l'énergie mécanique transformée en chaleur

Δ(Ec+ Ep) = Eq

où Eq(J)= quantité de chaleur récoltée quand (Ec+Ep) la somme des énergies cinétique et potentielle varie de Δ pendant le même temps

-cas de l'énergie chimique transformée en chaleur  -c’est surtout l’énergie de combustion-

Eq = m.q’p

m(kg)= masse de substance

q’p(J/kg)= pouvoir calorifique massique

-cas de l'énergie électrique transformée en chaleur

Eq = U.i.t  = U².t / R

où Eq(J)= quantité de chaleur récoltée depuis un circuit conducteur

U(V)= tension du circuit

i(A)= intensité (courant) parcourant le circuit

t(s)= durée du phénomène

R(ohm)= résistance électrique du circuit

-cas de l'énergie de rayonnement transformée en chaleur

Eq = p*é.bt.S.t.cosθ

où Eq(J)= quantité de chaleur récoltée

p*é(W/m²)= puissance surfacique (dite parfois éclairement énergétique) reçue

S’il s’agit de l'énergie reçue du soleil, p*é est la constante solaire, valant 1361 W/m²

bt(nombre)= coefficient -ou taux- d’absorptivité

S(m²)= surface de réception

t(s)= temps de réception

 θ(rad)= angle plan entre le rayonnement et la normale à la surface de réception

 

LA CONVERSION de la CHALEUR en d'AUTRES FORMES d'ENERGIES

Elle est possible mais ne peut être complète --(selon le 2° principe de la thermodynamique).

Elle s’effectue donc partiellement à travers une machine thermique (principe de Carnot), en général transformée en une énergie mécanique

La perte d’énergie est signifiée par un rendement  r < 1

-loi de Zeuner

Pour une machine située sur un cheminement d’énergies, on peut en établir le bilan sous la forme : (H2+ Ec2+ Ep2) - (H1+ Ec1+ Ep1) = W + Eq

où H2et H1(J)= enthalpies en aval et en amont de la machine

Ec2 et Ec1(J)= énergies cinétiques en aval et en amont de la machine

Ep2 et Ep1(J)= énergies potentielles de pesanteur, en aval et en amont de la machine

W(J)= travail reçu par la machine (par le fluide qui la traverse)

Eq(J)= énergie thermique reçue par la machine (par le fluide qui la traverse)